Лекция для небиологических направлений Карши: Кариэи, 2023. 28 с. В этой небольшой брошюре

 
СУЩНОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ 
Основная задача «Экологии», как и любой естественнонаучной 
дисциплины, является изучение законов природы. Эту группу законов 
называют законами биоэкоса. Уместно привести закон В. Г. Нестерова (см. 
формулу на обложке), который гласит: экосистемы представляют собой 
единство, развитие которого направлено на сочетание требований живого 
с возможностями условий среды. Как-бы разъяснением этого являются 
всемирно признанные законы американского эколога Барри Коммонера: 1. 
Все связано со всем; 2. Всё должно куда-то деваться; 3. Природа знает 
лучше; 4. Ничто не дается даром. Каждый из них основывается на 
системных, эволюционных и законах разнообразия, физико-химического 
единства живого вещества, на экологических принципах и правилах. И как 
отмечал Абу Райхон Беруний: «Если люди совершают насилие над 
природой, грубо нарушая её законы, то придёт время, когда она обрушит 
на их головы немыслимые бедствия, которые не смогут остановить 
никакие силы». 
Для определения состояния природы важную роль играют 
экологические факторы. Их делят на абиотические (неживые) и 
биотические (живые). Выделяют пластичность и валентность, зональность 
экологических факторов. Бывают стенобионтные (узко приспособленное) 
и эврибионтные (с большой амплитудой колебания экологического 
фактора) организмы. Также необходимо выделять лимитирующие 
(ограниченные) факторы, базирующиеся на двух основных законах 
экологии – законе минимума и законе толерантности. Важным явлением 
называют взаимодействие экологических факторов, однако ни один 
экологический фактор не может быть полностью компенсирован другим 
(температура и влажность, вода и влажность воздуха). Длительное и 
направленное действие совокупности экологических факторов приводит к 
изменению (эволюции) организмов, сообществ, экосистем и биосферы в 
целом. Это и есть экологические процессы. Коммонером предложен 
термин «детериорация», т.е. загрязнение окружающей нас среды. В 
зарубежной литературе принят обратный термин – «консервация». Более 
точным 
важно 
назвать 
«восстановлении», 
«сохранение» 
или 
«оздоровление». Широко используется термин «мелиорация», сегодня 
можно назвать все мероприятия по улучшению окружающей нас среды. 
Иногда используются термины – интоксикация (все виды загрязнения 
среды, вызывающие деградацию живых организмов), контаминация 
(перегрузка экосистем химически безвредными, но не разрушаемыми 
телами), пейоризация (нарушение эстетики среды), дезертификация 
(опустынивание) и др.

---

7 
Для познания истории развитии жизни на Земле, надо изучить 
сущность энергетики организмов и экосистем. С ним связано становление 
и развитие человечества, её можно рассматривать как историю борьбы за 
овладение энергией путем её преобразования. Качество энергии 
характеризуется эксергией (КПД). Эксергия, являясь составной частью 
энергии, характеризует превратимость и пригодность энергии в условиях 
окружающей среды. Для создания энергии более высокого качества 
необходимы затраты энергии более низкого качества. Основное 
количество энергии на поверхность Земли поставляет Солнце.
По данным космических исследований от Солнца на единицу 
поверхности Земли (солнечная постоянная) приходит 1.36.10
3 
Вт/м
2
. 
Каждую секунду Солнце излучает энергию, равную 3,83 * 10
26 
Вт 
называемую светимостью Солнца. На Землю попадает всего одна 
двухмиллиардная доля всего солнечного излучения, однако световая 
мощность, приходящая к нашей планете, всё же огромна и составляет 
1,75*10 
17 
Вт. Важным процессом в экологии является фото- и хемосинтез. 
За счет фотосинтеза образуются углеводы и выделением кислорода за счет 
разложения воды. Род хемосинтезирующих бактерий в энергетическом 
балансе биосферы в целом невелика. Основная роль принадлежат 
фотосинтезу, ежегодно создающему на Земле около 150 млрд. т. 
органических веществ, аккумулирующих солнечную энергию. 
В целом в зеленых тканях листа растений осуществляются два 
протекающих, противоположных процесса – фотосинтез и дыхание. При 
фотосинтезе создаётся органическое вещество и накапливается энергия, 
поглощается углекислый газ и способствует превращению кислорода. При 
дыхании часть накопленного органического вещества и энергии 
расходуется, выделяется углекислый газ и поглощается кислород. 
Биомасса экосистемы растет, если процессы накопления вещества 
преобладают над процессами дыхания. Дыхание бывает аэробным, так и 
анаэробным. Последнее обратный фотосинтезу. 
Важно знать процессы клеточных преобразований энергии. Клетка 
животных и человека получают необходимую для поддержания жизни 
энергию за счет сжигания белков, углеводов и липидов (жиров), 
вырабатываемых другими организмами, в том числе, автотрофами 
(самопитающиеся) - зелёные растения, водоросли, бактерии. Второй 
процесс протекает в субклеточных образованиях - метохондриях, 
являющихся своеобразными энергетическими станциями клетки, в 
которых происходит превращение энергии, запасенной в пище, в другие 
виды энергии. 
Необходимо примериться с тем, что в будущем человечество будет 
получать энергию и синтезированную пищу непосредственно от Солнца 
без использования других организмов (переход от гетеротрофного к 
автотрофное). Она привлекательна с экологических позиций, так как 

---

8 
предполагает минимальное воздействие человека на окружающий его 
органический мир. 
Надо учитывать, что в процессе фотосинтеза только небольшая часть 
(1-4 %) Солнечной энергии ассимилируется (усваивается) и которая 
называется - КПД фотосинтеза. КПДФ водных организмов равна – 0,5%, 
зона называется - эвфотической (освещенная солнцем). Водные системы 
также делят на бедные и богатые биогенными элементами- олиготрофные 
и эвтотрофные.
В экосистеме важно сохранить трофические цепи, сети, уровни и 
циклы. Первый трофической уровень – продуценты (автотрофы, 
растительность и микроорганизмы), второй – первичные консументы 
(растительноядные организмы), третий – вторичные консументы 
(хищники и паразиты первичных консументов) и т.д. Несколько особняком 
стоят организмы - редуценты, разлагающие органическое вещество до 
минерального состояния и углекислого газа. 
Мы должны знать, что в целом в биосфере процессы биологического 
продуцирования преобладают над процессами деструкции (разрушение 
органически веществ). Этим объясняется накопление в недрах земли 
горючих полезных ископаемых, в почвах – гумусовых веществ, а в 
атмосфере – кислорода.
Важными элементами считаются валовый (общая ассимиляция) и 
чистый фотосинтез (без дыхания растений). Различают продуктивность 
общую и текущую (годичный прирост). Важное экологическое значение 
имеет соотношение количества продукции к расходу энергии на дыхание.
Известно, что соотношение биомасс (особей) и накопленных в них 
энергий выражают в виде экологических пирамид. Это соотношение 
между продуцентами, консументами и редуцентами в экосистеме, 
выраженное в их массе или энергии. Зная эти соотношения можно 
регулировать компонентами в экосистеме. 
Надо знать, что все природные системы стремятся к равновесию и 
нивелировке, что увеличивает их энтропию (превращение, необратимое 
рассеивание энергии, хаос). Не будь энтропии в генетическом коде, не 
смогли бы появиться новые виды животных и растений, не смогли бы ни 
возникнуть, ни существовать вообще сложные системы. Борьба за 
существование – это не борьба за органические вещества, не борьба за 
энергию, а борьба за энтропию, за уменьшение энтропии. Для того чтобы 
энтропия системы не возрастала, организм должен извлекать из 
окружающей среды некую отрицательную энтропию или негэнтропию. 
Для автотрофов это возможно за счет ассимиляции солнечной энергии. 
Консументы негэнтропию извлекают из пищи. При гибели организма 
ассимиляция солнечной энергии прекращается и происходит только 
рассеивание ранее накопленной энергии, а энтропия системы возрастает. 
Живые системы от других систем отличаются постоянной работой против 
сил уравновешивания с окружающей средой, которую Э.С.Бауер назвал 

---

9 
всеобщем законом биологии. Отсутствие энтропии – это чрезмерная 
детерминация (предел, ограничение). Это относится и к экосистемам в 
целом. Исходя из этого закона, энерговооруженность организмов, 
экосистемы и биосферы в целом в ходе эволюции возрастает, а с ростом 
энерговооруженности увеличивается и суммарной поток энергии в 
биосфере. 
Должны знать, что системы, недостаточно сложные, не способны 
«откачивать» неупорядоченность. Это - энтропийные системы. 
Диссипативные (рассеянные) структуры способны «откачивать» 
неупорядоченность. Извлекать из окружающей среды негэнтропию 
(качество, степень упорядоченности, организованность) могут только 
достаточно сложные, обладающие признаками жизни. Образование 
высоких уровней организации увеличивает вероятность выживания 
организмов и передачи их признаков будущим поколениям. Наоборот, 
любое упрощение структуры системы увеличивает вероятность погибнуть 
и не обзавестись потомством. 
Экспоненциальный рост энерговооруженности человечества в 
принципе ограничен его возможностями использовать возобновляемую 
энергию, так как источники не возобновляемой энергии на Земле тоже 
ограничены.
Мы должны учитывать высказанные мнения, что в связи с высокими 
темпами роста энергетических мощностей в мире и увеличением 
непосредственных тепловых выбросов в атмосферу, в ближайшие 100-200 
лет будет достигнут так называемый тепловой барьер. Однако некоторые 
ученые обоснованно отрицают на основе решения уравнения теплового 
баланса. Так или иначе, но, несмотря на существенный рост концентрации 
СО
2
в течении последних десятилетий (начиная с 1945 г.), наблюдается не 
увеличение, а падение температур. В Узбекистане мы наблюдаем с 2008 г. 
четкое выражение сезонов.
Известно о том, что вещество Земли находятся в движении на основе 
цикличности. Надо различать большой (геологический, абиотический) и 
малый (биологический) круговороты, а также круговороты отдельных 
элементов и их соединений. Движущей силой является энергия Солнца и в 
меньшей мере внутреннее тепло Земли. Длительность полного 
геологического цикла измеряется сотнями тысяч и миллионами лет. 
Иными словами, большой круговорот - это процесс массообмена между 
газовой, жидкой и твердой оболочками Земли (атмосферой, гидросферой и 
литосферой). В нем участвуют организмы и минерализованное 
органическое вещество. Так, при захоронении фито масс образуются 
бурые и каменные угли, на стадии метаморфизма при повышенных 
температурах и давлениях органогенные известняки превращаются в 
мраморы, а органогенные породы (доломит, трепел, слонголит, радиолярит 
и т.д.) – в кварциты и яшмы, ископаемые угли графитизируются и т.д. 
Малый круговорот является частью большого, однако он отличается рядом 

---

10 
особенностей. В нем участвую только биогенные, т.е. необходимые для 
жизнедеятельности организмов элементы. Главным из них являются 
углерод, водород, кислород и азот (их называют макроэлементами), в 
меньших количествах нужны фосфор и калий, другие элементы нужны в 
малых или очень малых количествах (микроэлементы). Вторая 
особенность – в масштабах энергетики. Землей отражается около 28 % 
падающей на нее солнечной энергии и примерно 46 % её превращается в 
тепло (энтальпия). Львиная доля оставшейся части энергии приходится на 
большой круговорот: расходуется на испарение воды и осадков 25%, 
преобразуется в энергию ветра, волн и течений 1 %. На малый круговорот 
(фотосинтез) остается всего-то ничего -0,8-1,0 %. Для сравнения укажем, 
что энергия самого мощного трофического циклона не превышает 10% 
годовой Солнечной радиации, падающей на Землю. Однако, количество 
энергии, выделившейся за 10 дней существования даже обычного 
трофического циклона, могло-бы хватить для удовлетворения 
потребностей в электроэнергии такой страны как США в течении 600 лет. 
А ведь на Земле ежегодно бывает около сотни таких циклонов. В основном 
энергия «теряется» для прохождения трофической цепи. Следовательно, 
энергетический круговорот отсутствует, полностью обеспечивая 
существованию вещественного круговорота. Третья особенность – потеря 
вещества в малом круговороте минимальны, эти потери в биосфере и 
наиболее существенны в переделах биогеоценозов, где значительная часть 
вещества выводится за их пределы. Малый круговорот является 
необходимым условием существования жизни на Земле. Благодаря 
вращению по замкнутой кривой, жизнь на Земле не угасает. Основу малого 
круговорота составляет биогеохимический цикл. Он включает 
прижизненный и посмертный типы обмена вещества. По интенсивности 
обмена и элементному составу веществ различают две односторонне 
направленные ветви цикла - резервный и обменные фонды. Резервный 
фонд кругооборотов газообразных веществ представлен атмосферой и 
гидросферой (их частью), а резервный фонд твердых веществ литосферой. 
Важно знать круговорот веществ в природе. Циркуляция углерода в 
биосфере в основном держится на поступлении СО
2 
в атмосферу и его 
потреблении. Увеличение содержания СО
2 
в атмосфере (ко концу ХХI в – 
0,06%) приведет к парниковому эффекту, повышению среднегодовой 
температуры на 1,5-4,5 
0 
С, которые могут привести к катастрофическим 
изменениям климата. Скорость круговороты СО
2 
в атмосфере – около 4 
лет. Основными источниками СО
является выхлопные газы. Вдыхание СО
уменьшает содержание оксигемоглобина (соединение гемоглобина с 
кислородом) в крови. Содержание СО
2 
в атмосфере Земли в современную 
эпоху составляет 0,03%. 
Азот в основном находится в природе в свободном состоянии в 
составе атмосферного воздуха, где на долю молекулярного азота 
приходится 78,2 %. В виде сложных органических соединений – белков - 

---

11 
азот входит в состав всех живых организмов. Соединение азота легко 
растворимы в воде, поэтому вымываются из почвы атмосферными 
осадками и грунтовыми водами. Другая причина обеднения почв азотами 
– его «уход» с урожаем сельхозкультур. Поэтому в почву необходимо 
постоянно вносить удобрения, содержащие азот. Годовая норма 
потребления азота человеком 5 кг. В ряде случаев природный запас 
денитрификации (поступление азота в атмосферу) уже не справляется с 
избытком аммиака и нитритов (HNO
3
) в почвах и водоемах, что ведет к их 
загрязнению и, как следствие, к тяжелым заболеваниям человека и 
животных.
Подавляющая часть кислорода Земли химически связана с другими 
элементами: в гидросфере - с водородом, в литосфере - с кремнием, 
металлами, различными силикатами. Химически связанный в литосфере 
кислород практически исключается из активного геохимического 
круговорота. В биологическом круговороте участвует лишь свободный 
кислород и окислы-вода и СО
2
. Основным производителем свободного 
кислорода является фотосинтез, в то же время основным его потребителем 
все же следует считать не организмы, а неживую природу (окисление 
закисного железа и вулканических газов). Биохимическое значение 
кислорода заключается в том, что он является ведущим (по массе) 
биофильным (химические элементы, постоянно входящие в состав 
организма) элементом, необходимым для дыхания большинству 
организмов. 
Мы должны знать, что если считать по атомам, тогда живые 
существа на 2/3 состоят из водорода, на 1/4 из атомов кислорода и всего на 
1/10 из атомов углерода. Следовательно, главным элементом жизни 
считается водород. Даже вода, как живые организмы, на 2/3 состоит из 
атомов водорода и только на 1/3 из атомов кислорода. В малом круговорот 
также участвуют такие микроэлементы как фосфор, калий, железо.
Соединения фосфора плохо или очень плохо растворимы в воде, особенно 
в щелочной среде, поэтому хотя и задерживаются частицами почвы, 
однако остается недоступными для растений. С повышением кислотности 
растворимость фосфоров возрастает. Поэтому круговорот фосфора 
замедлен в почвах (длительность круговорота 200 лет) и ускорены в водной 
среде (от 10 минут до нескольких часов). Он необходим живым 
организмам для образования белков. Однако высокая концентрация 
фосфора в промышленных сточных и поливных водах, стекающих в 
водоемы, приводит к их «цветению», гибели рыб и водоплавающей птицы.
Калий содержится- 0,01-0,1 %, однако он принимает участие в 
передаче нервных импульсов, сокращении мускулов. При недостатке 
калия нарушается фотосинтез, листья бледнеют и отмирают, наиболее 
богаты калием глинистые почвы. Бедны калием карбонатные почвы. 
Важным биогенным элементом является железо. Оно является кофактором 

---

12 
(ион металла, связывающийся с белковой частью) многих окислительных 
процессов и входит в состав гемоглобина.
Известно, что все природные объекты можно рассматривать как 
системы (экосистемы). Так как элементы в системе взаимосвязаны, можно 
говорить о её функционировании. С другой стороны, функционирование 
системы невозможно без определённой организации и соподчинённости её 
элементов. Природные системы обычно построены иерархически. Так, 
если дерево рассматривать как самостоятельную систему, то самым 
низким её уровнем будет клетка, следующими уровнями-лист, ветка, крона 
и наиболее высоким уровнем – само дерево. Самой же сложной и 
высокоорганизованной экосистемой является биосфера. Помимо этого, 
природная система обладает и другими свойствами, такими, как 
устойчивость, 
саморегуляция, 
развитие 
(эволюционирование) 
и 
эмерджентность (неожиданное появление нового - плодородие, засоление 
почв и др.). 
Более общим по отношению к любой системе являются понятия 
множества и совокупности. Множество – это самое широкое по объему 
понятие математики и математически логики (категория). Отдельные 
считают его совокупностью. В отличие от множества и совокупности, 
система представляет не просто комплекс элементов с каким – то общим 
свойством и признаком. Более важным является то, что эти элементы 
взаимосвязаны (хотя бы с одним) и образуют определенную целостность. 
Важнейшей отличительной особенностью организации экосистем является 
прямое (или косвенное) присутствие в них живых организмов. Образно 
говоря, экосистемы структурно организованы жизнью. Любой объект (и 
материя в целом) есть не одна простая вещь, а сложная система, 
содержащая объективное многообразие уровней, каждому из которых 
соответствует определенный элемент многообразия знаний. Имеется 
понятие организации вещества. Таких уровней два: атомно-молекулярный 
и планетарный. Первый – определяет существование кристаллов и отчасти 
горных пород, второй – существование нашей планеты в целом. В экологии 
главными уровнями организации вещества могут быть биогеоценоз и 
биосфера.
Любая экосистема функционирует в определенном объеме 
пространства и интервале времени, т.е. имеет свое начало и конец как в 
пространстве, так и во времени. В противовес этому биогеоценоз – 
величина размерная, поэтому он обладает объективно существующими 
естественными 
границами. 
Границы 
экосистем 
могут 
быть 
горизонтальными (площадными) и вертикальными (высотными). К 
сожалению, он изучен только в географии и геологии. Отдельные ученые 
выделяют следующие типы границ: четкие, постепенные и экотоны. 
Последний в экологии понимается как переходная зона между 
физиономически отличительными сообществами (опушка леса) или 
экотопами (полоса в море между участками с мягким и твердым грунтом). 

---

13 
Тенденция к увеличению разнообразия и плотности живых организмов на 
границах сообществ известна под названием краевого эффекта. Границы 
экотонного типа не только разъединяют экосистемы, но и своеобразно 
объединяют их, являясь связующим звеном при формировании более 
крупных иерархических уровней. Лесостепь можно рассматривать в 
качестве глобального экотона между лесными и степными экосистемами. 
Более сложен вопрос о выделении вертикальных границ. По мнению 
отдельных ученых, верхняя граница биогеоценоза определяется высотой 
верхушки наиболее высоких деревьев. Нижней границей считают по 
уровню распространения основной (> 99%) корневой системы растений. А 
как быть если на глубине 10 км от поверхности Земли обнаружены 
анаэробные бактерии?
Не менее сложен вопрос о временных границах экосистем, т.е. о 
начале и конце существования. Интервал между ними можно назвать 
длительностью существования экосистем.
Флуктуации (колебание) взаимоотношений и процессов в 
экосистемах составляют их временную структуру. Флуктуации, как 
правило, не выводят эту систему за пределы состояний инвариантности 
(постоянства).
Важнейшими показателями временной структуры экосистем, 
составляющих их элементов, экологических факторов и процессов 
является частотность, динамика амплитудных колебаний, инерционность 
и асинхронность. По частотности все процессы и явления можно разделить 
на высоко – на средне – и низкочастотные. Высокочастотные – изменение 
температуры и влажности воздуха в течении суток. Среднечастотные–
изменение фитомассы в течении года. Низкочастотные – период более года 
– изменение древесной фитомассы. Наблюдается наложение частот. К 
асинхронным можно отнести солнечную радиацию и режим подземных 
вод. Инерционность можно объяснить сдвигом максимальной 
температуры в глубоких частях почвы на осень и даже зиму. При этом с 
глубиной наблюдается «затухание» колебаний и уменьшение их 
амплитуды.
Следует под состоянием экосистемы понимать некоторое 
соотношение экологических факторов, характеризующих экосистему в 
определенный промежуток времени, в котором входные воздействия 
(солнечная радиация, осадки и др.) трансформируется в некоторые 
выходные функции и параметры (прирост фитомассы, поверхностный и 
подземный стоки и т.п.). Эти состояния также могут быть 
классифицированы по показателю частотности. Смена экосистем – это уже 
процесс их эволюции. Экосистемы, как и все другие природные системы 
Земли, 
подчиняются 
закону 
зональности. 
Зональность 
имеет 
климатический и вертикальный характер. Климатическая зональность 
обусловлена особенностями распределения энергии Солнца по широтам и 
неравномерностью увлажнения. Вертикальную зональность следует 

---

14 
отличать от высотной зональности. Зональны экосистемы не только суши, 
но и моря, хотя принципы выделения зон здесь отмечены от таковых для 
суши. В морях выделяют три крупные зоны: прибрежная или литораль, 
открытого моря – батиаль, и глубоководная – абиссаль. В настоящее время 
четко установлено, что зональны не только почвы, но и поверхностные и 
подземные воды, климаты, коры выветривания, метеоявления, животный 
и растительный мир и др. С позиций экологии, пожалуй, наиболее важно 
отметить зонирование климата. Обычно выделяют климата: аридной, 
гумидный, семиаридный и др. Таким образом, все три компонента экотопа 
зональны. Отсюда вытекает неизбежность зональности биоценозов, а 
следовательно, и биогеоценозов в целом. Важной экологической 
особенностью горных районов является то, что высотная зональность 
размещения флоры и фауны является как бы зеркальным отражением 
горизонтальной зональности. 
Мы должны учитывать, что установлено два типа географической 
поясности – первый в те геологические эпохи, когда общая температура 
земной поверхности была сравнительно высокой. Сильно развивались 
тропические области; второй: господствовал в холодный период, общее 
количество 
географических 
зон 
и 
поясов 
увеличивалось, 
внутритропическое пространство сужалось, границы поясов и зон 
сдвигались в сторону от экватора, за счет этого расширялось 
внетропическое пространство.
Надо знать, что равновесия в экосистемах не статические, а 
динамические и характеризуются явлением гомеостаза. Именно наличие 
динамического равновесия в экосистеме позволяет нам утверждать, что 
она функционирует. В тоже время ее можно назвать изменчивой. 
Объективным показателем самой возможности выделения экосистемы во 
времени является её устойчивость. Существует локальная и глобальная 
устойчивость. Возвращение системы после незначительных внешних 
воздействий – это локальная устойчивость, после довольно сильных 
возмущений – глобальная устойчивость. В целом понимается её 
способность возвращаться в исходное состояние. Одни экосистемы трудно 
поддаются внешним воздействиям, наблюдается высокая резистентность, 
однако после падения трудно восстанавливаются – низкая упругая 
устойчивость. Может быть и наоборот.
Должны знать, что фазы развития растительности достигают 
состояния равновесия, когда устанавливается энергетическое соответствие 
сообщества с климатом данного участка. Первая фаза – обнажение, т.е. 
образование поверхности субстрата (земельная смесь), вторая – миграция, 
появление семян растений, третья – прорастание семян, четвертая – фаза 
противодействия, когда начинается конкуренция между всходами 
растений и их взаимодействием на среду; пятая – стабилизационная, при 
которой популяции видов достигают окончательного состояния 
равновесия с условием местообитания. Заключительной фазой сукцессий 

---

15 
является климакс. Различают аутогенную сукцессию – возникают 
вследствие внутренних причин (изменение среды под воздействием 
сообщества); 
аллогенные 
– 
сукцессии, 
вызванные 
внешними 
воздействиями (изменение климата), первичные – развиваются на 
субстратах, не занятом живыми организмами; вторичные – на месте уже 
существующих биоценозов после их нарушения. Все они прогрессивные. 
Однако в ряде случаев, при резкой смене климатических условий, 
температуры и влажности – происходит смена сообществ в обратном 
направлении. Мы предлагаем их называть регрессивными.
Если продукция органического вещества больше скорости дыхания 
(П >Д), сукцессия называется автотрофной, а при П < Д – гетеротрофной. 
В состоянии климакса П/Д →1. Чем больше это соотношение отклоняется 
от 1, тем менее зрелой и устойчивой является экосистема.
Важно знать, что самодвижение является всеобщим свойством 
материальной субстанции (сущности) и должно восприниматься в качестве 
аксиомы. Проявлением самодвижения в экосистемах является их 
саморазвитие. При этом под саморазвитием понимаются все изменения, 
происходящие внутри экосистемы и приводящие к её эволюционному, в 
том числе сукцессионному (процесс саморазвития сообществ) развитию. 
Важнейшим свойством экосистем является саморегуляция, под 
которой понимается способность экосистемы восстанавливать свою 
структуру и внутренние свойства после какого-либо воздействия 
(природного или антропогенного), изменившего эту структуру и свойства.
Природные системы не являются замкнутыми системами. Однако 
процессы в них относительно обратимы, поэтому энтропия таких систем 
очень долго может оставаться равной нулю. На достижение такого 
состояния направлена их самоорганизация, налаживание взаимосвязей 
между отдельными составляющими, что в конце концов, и приводит к 
саморегуляции. Экосистемам свойственно – самоуправление. Различают – 
консорционную форму – центральный объект прямо или косвенно 
влияющий на периферийные объекты. Выделяют – индивидуальные 
консорции – ядром является одна особь, во – второй – популяционные – 
популяция или вид, в третьей – синузиальные – виды составляющие 
экобиоморфу (совокупность видов позволяющие играть сходную роль в 
сообществах).
Необходимо знать о появлении жизни в биосфере. Существует три 
пути возникновения по В.М. Вернадскому: жизнь существовала всегда, 
жизнь возникла в определенных условиях до геологической истории 
планеты, жизнь на Землю занесена из Космоса.
Сегодня можно подойти в плотную к ответам на эти вопросы. Во-
первых, надо рассмотреть материальное единство мира. Ведущее значение 
в составе организмов Земли принадлежит четырем элементам – углероду, 
кислороду, водороду и азоту. Оказалось, что именно эти элементы 
преобладают и в составе Солнца. В составе многих звезд и газовых 

---

16 
туманностей установлено присутствие углерода и азота. Таким образом, 
налицо материальное единство Мира, в тоже время физические процессы 
его развития также едины. Обратим внимание ещё на одну сторону медали 
– структурное единство Мира. Наблюдаемая область Вселенной, радиусом 
примерно 10-15 млрд. световых лет, в астрономии получена название – 
Метагалактика. В настоящее время концепция Большого взрыва признана 
всеми. В реальном мире находят воплощение не только энтропийные, но и 
антиэнтропийные законы. В связи с этим, предложена модель эволюции 
Вселенной в виде замкнутого космогонического цикла из четырех 
основных стадий. Первая стадия – распыление вещества в космосе; вторая 
– гравитационная концентрация массы; третья – ядерные взрывы, 
образование планетных систем; четвертая – рассеивание тепловой энергии 
вещества, рост энтропии. Мы находимся сейчас в последней стадии.
При изложении проблемных вопросов эволюции Вселенной нельзя 
не остановиться хотя бы на кратком освещении идеи множественности 
(плюрализм) миров, о чем писал еще Авиценна (Абу Али Ибн Сино, XI в.). 
Плюралистическую Вселенную принято называть Большим Космосом. 
Внутренние факторы Эволюции живой материи достаточно хорошо 
изучены: начиная достижениями современной генетики.
Меньшее значение придавалось и придается внешним факторам 
Эволюции, хотя известно, что сама жизнь во Вселенной могла возникнуть 
только на определенном этапе её развития. И если наша Вселенная имела 
начало, то такое же начало должна иметь и жизнь. Образно говоря, жизнь 
-дитя эволюции Вселенной. 
Тем не менее именно континуум (непрерывность) пространства и 
времени следует считать важнейшим внешним фактором эволюции. 
Объединяющей субстанцией стало движение; действительно, движение 
любого тела можно изобразить в координатах «пройденный путь – время». 
Эволюция – особая форма движения материи в пространстве и времени.
Известно, что Вселенная первоначально была сжаты в точку, а 
плотность её вещества имела неограниченное большое, бесконечное 
значение. Это начальное состояние получило название космологической 
сингулярности (особенности). Этот момент времени от нас отстоит 
примерно на 15-20 млрд. л. Возраст Солнечной системы и Земли – порядки 
4,5 – 5 млрд. лет. Космическая жизни, по-видимому, ещё более молода.
Весьма интересным является физический вакуум. По современным 
представлениям он не является пустотой, хотя в нём нет ни частиц, ни 
полей. Тем не менее в нем постоянно протекают сложнейшие физические 
превращения, имеются колебания поля тяготения – «вакуумные корни» 
гравитационного поля, колебания полей рождаются и тут же исчезают 
пары частиц и античастиц. Существуют гипотезы, в соответствии с 
которыми в вакууме сосредоточены запасы энергии, в миллион раз 
превышающие ядерную, и что именно вакуум порождает огромные массы 
космического водорода. 

---

17 
С позиций экологии и палеоэкологии важное значение имеют 
проблемы одновременности событий. Не менее важным является 
метахронность (неодновременность) развития природы или развитие в 
пространстве-времени. Например, существуют две тенденции – 
опустынивания и заболевания, однако они происходят в разных 
пространственных условиях.
Важнейшим внешним фактором, влияющим на эволюционные 
процессы, являются различного рода излучения и физические поля. 
Большинство из них имеют электромагнитную природу. Все излучения 
делятся на ионизирующиеся и не ионизирующиеся. Ионизирующее 
излучение состоит из рентгеновских лучей: гамма-лучей и космических 
лучей. Они обладают энергией, достаточной для превращения атомов в 
ионы с высвобождением электронов, что приводит к сильным изменениям 
в клетках организма. Воздействие длинных волн называют ионизирующим 
излучением. Некоторые из них могут вызывать тепловые повреждения 
тканей (микроволны), разрушать клетки и провоцировать рак 
(ультрафиолетовые лучи). Основным космическим излучателем энергии 
является Солнце, от которого на Землю поступают как зараженные 
частицы (солнечный ветер), так и электромагнитные волны. 
В далеком прошлом Земли, когда отсутствовала газовая её оболочка 
(одна из возможных моделей эволюции планеты), зарождение жизни на её 
поверхности вряд ли было возможно. По этой же причине проблематично 
и занесение на прото –Землю космической жизни. 
Влияние коротковолнового излучения на процессы протекающие в 
верхней атмосфере-термосфере-чрезвычайно велико. С ним связаны 
процессы фотодиссоциации паров воды, ионизации кислорода, азота, 
водорода, нагрев воздуха до 1800
0
С. Ведущее значение в поглощении 
более длинноволнового излучения (ультрафиолетового) играет озоновый 
слой, который поглощает около 4 % энергии радиации Солнца.
Можно предположить, что до появления на Земле кислородной 
атмосферы и формирования озонового экрана, жизнь на суше была 
невозможна и могла зарождаться и развиваться только на определенной 
глубине в водной толще, поглощавшей губительные лучи. Выход жизни на 
сушу произошел где-то в средне-верхнем палеозое (эра примерно 400-500 
млн. лет назад). 
Кроме излучения Солнца Земля подвергается космическому 
излучению, поступающему из галактического пространства. Однако при 
этом следует учесть, что от Солнца Земля получает энергию в 10
20
раз 
больше по сравнению с суммарным потоком галактического космического 
излучения. Экспериментально установлено, что магнитное поле меняет 
физико-химические свойства воды, повышает количество белых телец в 
крови и влияет на наследственность микроорганизмов.
Надо знать, что важным внешним фактором эволюции организмов и 
экосистем, несомненно является огромная энергия землетрясений и 

---

18 
вулканизма. В год регистрируется до одного миллиона землетрясений, из 
них около сотни разрушительных. Ещё больше тепловая энергия, 
выделяемая вулканами. Повышение интенсивности вулканической 
деятельности приводит к росту запыленности атмосферы и накоплению в 
ней СО
2
, что существенно влияет на климатические условия Земли как 
среды обитания организмов. Сейсмическая активность приводит и 
тектономагматическим изменениям эпох. 
При падении крупных метеоритов выделяется огромные количество 
энергии. Считается, что каждые миллионы лет на Землю падает от одного 
до трех астероидов диаметром до 1 км; вероятные интервалы падения 
астероидов диаметром 10 км – от 40 до 60 – 100 млн. лет. 
Важнейшим фактором эволюции является климат, особенно две его 
составляющие – солнечная радиация и влажность. Последний в 
значительной мере является также функцией глобальной и региональной 
влажности. На климат Земли в целом воздействуют такие довольно 
изменчивые космические факторы, как светимость Солнца, наклон земной 
оси (кстати, аль-Чагмини, уроженец Хорезма, математик, астроном и врач 
впервые отметил, что смена времен года происходит за счет наклона оси 
Земли, XII-XIII в.), формы земной орбиты и скорость вращения Земли. 
«Земными» факторами климата являются внешние оболочки Земли и 
литосферы. Внешние оболочки (атмосфера и гидросфера) определяют 
основной приходно-расходный баланс тепла и влагообмена. 
Движение земной коры приводят к трансгрессиям (наступлении 
моря на сушу) и регрессиям (наступление суши на море). В период 
трансгрессий площади морей и океанов увеличиваются, что приводят к 
господству на Земле влажного и теплого климата.
В истории климатов Земли намечаются разномасштабные 
периодические (циклические) колебания. При этом за краткосрочную 
изменчивость погоды и климата ответственна в основном атмосфера, за 
более длительные (от десятилетий до тысячи лет) – гидросфера, от 
тысячелетий до многих миллионов лет – литосфера и сама биосфера. 
Одним из главных законов эволюции является закон направленности 
эволюции или, точнее, закон необратимости эволюции. Более детально 
данный закон обосновал Долло, сущность которого в том, что организм не 
может вернуться, хотя бы частично, к прежнему состоянию, пройденному 
рядом его предков. Таким образом эволюция, как и само время, 
характеризуется однонаправленным вектором: из прошлого через 
настоящее – в будущее. Накопление необратимых изменений в 
экосистемах типа биомов в конце концов приводит к необратимым 
изменениям биосферы в целом. Эволюционно наиболее устойчивыми, 
пожалуй, следует считать экосистемы влажных тропических лесов, 
которые, существенно изменяясь, стабильно существуют по настоящее 
время. Эволюцию экосистем еще называют экогенезом. Его многие в 
экологии понимают, как совокупность процессов и закономерностей 

---

19 
необратимого развития биогеоценозов и биосферы в целом. Одной из 
таких закономерностей является увеличение роли организмов и продуктов 
их жизнедеятельности в различных геологических, физико-химических и 
иных процессах, а также усиление их влияния на косную среду (водную, 
воздушную и каменную – верхнюю часть литосферы). Другая не менее 
важная особенность – эволюционное движение к более совершенной 
организационной форме самоуправления в переделах особи и от только 
популяционной к консорционной (сообщество, автотрофы и гетеротрофы) 
форме самоуправления в экосистемах. 
Таким образом, в организационном плане эволюция экосистем 
обнаруживается в появлении всё более сложных форм самоорганизации и 
самоуправления. Наиболее сложная из них консорция, которая, в свою 
очередь, тоже эволюционировала; в настоящее время, по крайне мере, 
известны три её разновидности – индивидуальная, популяционная и 
синузиальная (совместная). По современным представлениям, эволюция 
экосистем сводится к целому комплексу взаимосвязанных изменений. 
Палеонтологические данные свидетельствуют о том, что периоды 
нынешнего развития и расцвета некоторых группы растений и животных 
сменялись периодами их упадка и даже полного исчезновения. Резкое 
обновление животного мира приурочено к границам между эрами 
(собственно говоря, эры и были выделены по признаку крупных изменении 
в органическом мире). 
Временные интервалы, характеризующиеся резкой сменой флоры и 
фауны получили название критических эпох. В настоящее время более или 
менее четко устанавливается пять таких эпох. Такой ход эволюции 
объясняется прежде всего, сменой физико-географических условий 
(экотопов), к которым отдельные группы организмов не смогли или не 
успевали приспособиться. 
Газообразовательные, магматические и другие тектонические 
процессы изменяли рельеф суши, глубину морей, географическое 
перераспределение водных масс, климат и другие обстановки, что резко 
изменяло условия существования организмов. 
Необходимо отметить, что смена растительных форм в ряде случаев 
опережает эволюцию животного мира. Кстати, одна из гипотез вымирания 
динозавров исходит из того, что эти пресмыкающиеся погибали в 
результате массового отравления алкалоидами (азотосодержащие 
растения) покрытосеменных растений. Таким образом, важной 
особенностью эволюции экосистем является опережающая эволюция 
фитоценозов, которая как бы готовила почву для последующей эволюции 
и зооценозов. 
Наряду с критическими эпохами и в палеоэкологии выделяют 
высокоградиентные эпохи. Такими высокоградиентными эпохами в 
истории Земли были верхний докембрий (от возникновения Земли до 570 
млн. лет назад), верхний карбон (358-299 млн. лет назад, каменноугольный 

---

20 
период, оледенение южного полушария) и четвертичный период (мощное 
оледенение северного полушария, наращивание ледникового щита 
Антарктиды). Именно в эти эпохи происходила интенсификация 
образования новых экосистем и ускорение эволюции ранее 
существовавших, а также интенсивное видообразование. 
Не случайно, видимо, именно к четвертичному периоду приурочена 
ускоренная эволюция гоминоидов (человекоподобные обезьяны), которая 
привела к появлению человека. В предшествующие высокоградиентные 
эпохи он появиться не мог, так ни в докембрии, ни в палеозое (541-290 
млн.лет назад, эра, когда живые организмы вышли на сушу) 
млекопитающие еще не существовали. На фоне направленно-необратимой 
эволюции организмов и экосистем наблюдаются периодические 
(циклические) «всплески» критических и высокоградиентных эпох. Их 
предлагаем называть «волнами эволюции».
Волны жизни и эволюции целесообразно рассматривать как 
проявление более общей волновой формы самодвижения и 
самоорганизации материи, в том числе и органической. Эти волны, 
вероятно, являются «пакетными», т.е. суммой (суперпозицией) волн 
различных процессов, определяющих общий ход эволюции. Данная 
проблема еще ждет своих первооткрывателей.